光通信是一門古老的技術(shù)。通常，手是光調(diào)制器，眼睛是光探測(cè)器，光在空氣中傳播。顯然，這樣的光通信有許多缺點(diǎn)，它不能適應(yīng)現(xiàn)代電子學(xué)發(fā)展的要求。因此，1966年Kao和Hockham提出用低損耗光纖導(dǎo)光，從而解決了光在大氣中傳播的不穩(wěn)定因素，使遠(yuǎn)距離導(dǎo)光成為可能。利用光纖研制光纖傳感器始于1977年，該技術(shù)一問(wèn)世即引起人們的極大興趣，目前光纖傳感器已經(jīng)得到異常迅猛的發(fā)展。
光纖傳感器發(fā)展十分迅速的主要原因，是它具有其他傳感器不可媲美的許多優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)是：
①電絕緣。因?yàn)楣饫w本身是電介質(zhì)，而且敏感元件也可用電介質(zhì)材料制作，因此光纖傳感器具有良好的電絕緣性，光纖表面能承受80kV/20cm電壓。因此它特別適用于高壓的供電系統(tǒng)以及大容量電機(jī)的測(cè)試。
②抗電磁干擾。這是光纖測(cè)量及光纖傳感器極其獨(dú)特的性能特征，因此光纖傳感器特別適用于高壓大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)、噪聲、強(qiáng)輻射等惡劣環(huán)境中，能解決許多傳感器無(wú)法解決的問(wèn)題。
③非侵入性。由于傳感頭可制作成電絕緣的，而且其體積可以做得很?。ㄗ钚∽龅街簧源笥诠饫w的芯徑），因此，它不僅對(duì)電磁場(chǎng)是非侵入式的，而且對(duì)速度場(chǎng)也是非侵人式的，故對(duì)被測(cè)場(chǎng)不產(chǎn)生干擾。這對(duì)于弱電磁場(chǎng)及小管道內(nèi)流速、流量等的監(jiān)測(cè)特別具有實(shí)用價(jià)值。
④高靈敏度。高靈敏度是光學(xué)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)之一。利用光作為信息載體的光纖傳感器的靈敏度很高，它是某些精密測(cè)量與控制必不可少的工具。
⑤容易實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)信號(hào)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控。由于光纖的傳輸損耗很?。壳笆⒉Ａ倒饫w的最小光損耗可低達(dá)0.16dB/km），因此光纖傳感器技術(shù)與遙測(cè)技術(shù)相結(jié)合，很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)場(chǎng)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控。這對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制以及對(duì)核輻射、易燃、易爆氣體和大氣污染等進(jìn)行監(jiān)測(cè)尤為重要。
⑥幾何形狀有多方面的適應(yīng)性，可構(gòu)成任意形狀的光纖傳感器。
⑦傳輸頻帶寬。光纖的帶寬距離乘積為30MHz?km?10GHz?km。
⑧光纖傳感器無(wú)可動(dòng)部分、無(wú)電源，是一個(gè)電氣無(wú)源系統(tǒng)。
此外，光纖還有耐水性好、抗腐蝕性強(qiáng)、可高密度傳輸數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。利用光纖能構(gòu)成種類繁多的傳感器，故有人稱光纖傳感器是萬(wàn)能傳感器。它可測(cè)量許多物理量，應(yīng)用范圍遍布軍事、民用、商業(yè)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域，如下表所列。
表 用光纖測(cè)量的物理量
目前，已證明用光纖可構(gòu)成檢測(cè)加速度、速度、位移、角加速度、角速度、角位移、壓力、彎曲、應(yīng)變、轉(zhuǎn)矩、溫度、電壓、電流、液面、流量、流速、濃度、PH值、磁、聲、光、射線等多種物理量的傳感器，這些傳感器與以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器相比較，在測(cè)量原理上有本質(zhì)的差別。傳統(tǒng)傳感器是以機(jī)-電測(cè)量為基礎(chǔ)，而光纖傳感器則以光學(xué)測(cè)量為基礎(chǔ)。
如下圖所示，以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器是一種把被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)電信號(hào)的裝置，是由電源、敏感元件、信號(hào)接收和處理系統(tǒng)，以及傳輸信息所用金屬導(dǎo)線組成。光纖傳感器則是一種把被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)光信號(hào)的裝置。由光發(fā)送器、敏感元件(光纖或非光纖的)、光接收器、信號(hào)處理系統(tǒng)，以及光纖構(gòu)成。由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導(dǎo)至敏感元件，在這里，光的某一性質(zhì)受到被測(cè)量的調(diào)制。已調(diào)光經(jīng)接收光纖耦合到光接收器，使光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，最后經(jīng)信號(hào)處理系統(tǒng)處理，得到我們所期待的被測(cè)量。
傳統(tǒng)傳感器與光纖傳感器示意圖
